JP4673830B2 - 放射性廃棄物の冷却貯蔵設備 - Google Patents

Description

本発明は放射性廃棄物の冷却貯蔵技術に係り、特に原子力プラントで発生する低レベル放射性廃棄物を効率よく有効的に自然冷却し、貯蔵室内の温度を低く保持可能な放射性廃棄物の冷却貯蔵設備に関する。

原子力発電プラントには、コンクリート製ピットが構築されており、地下のコンクリート製造ピット内に原子力発電プラントで発生する低レベル放射性廃棄物の貯蔵室が形成される。貯蔵室内には低レベル放射性廃棄物が収納して貯蔵される一方、この放射性廃棄物を冷却する冷却通風路が形成されている。

貯蔵室には、冷却風通路が形成されるとともに放射線を遮蔽する構造となっている。一般的なコンクリート材料は１００℃以上の温度で含有水の殆どが蒸発してしまう。中性子遮蔽に有効な水素含有量を維持するために、コンクリート製ピット内は通常の使用可能温度が６５℃以下、局所的な高温部でも９０℃以下とされており、放射性廃棄物からの発熱を効率的に冷却し、除去する必要がある。

コンクリート製ピット内に形成される貯蔵室の冷却方式は給気ダクト口と排気ダクト口のヘッド差を利用した自然冷却方式である。貯蔵室の一側壁面側に形成された給気ダクトから冷却空気を取り込み、取り込まれた冷却空気は貯蔵室内の放射性廃棄物を効率的に冷却して昇温した後、貯蔵室の反対側壁面に形成された排気ダクトから昇温した空気が外部に排出される構造となっている。

貯蔵室内に貯蔵される放射性廃棄物の冷却構造に関して特許文献１〜４に開示された技術がある。

特許文献１においては、貯蔵室内に放射性廃棄物を貯蔵した各収納管を収納させており、貯蔵室内の冷却空気の流量アンバランスに起因した各放熱管の放熱ムラを低減させるために、冷却空気を収納管下部から収納管表面廻りの通風路を通して上部プレナムに案内している。上部プレナムへ流出した流れがそのまま上昇し、排気ダクトを通してダクト頂部の排気口から排出する構造となっている。

また、特許文献２では、収納管を収容した通風管の下方が開放されており、通風管の下部から流入した冷却空気が上昇し、収納管上部の開口部から流出させる一方、流出する開口部を収納管プラグで開閉可能として、冷却する必要のある収納管に冷却空気が効率よく流れるように案内した放射能汚染物収納体用貯蔵庫が開示されている。

さらに、特許文献３には、貯蔵室内に複数の収納管を林立状態で収納し、各収納管を通風管に収容することなく露出させ、貯蔵室一側の給気通路から流入した冷却空気を反対側の排気路に導き、排気ダクトから頂部の排気口を経て外部に排出する使用済燃料用キャニスタの貯蔵設備が開示されている。この貯蔵設備は、収納管の周りに通風管を設けないで収容効率を向上させる一方、収納管内の機密性と圧力検出手段でモニタリングしたものである。

さらにまた、特許文献４には、貯蔵室を形成する鋼製遮蔽壁を排気ダクト部の鋼製ダクトとを連通させ、貯蔵室と排気ダクト部をコンクリート製ピット内に収容し、コンクリート壁面と貯蔵室および排気ダクト部に空気断熱層の隙間を形成し、コンクリート壁の熱保護を効果的に行ない得るようにした発熱体貯蔵設備が開示されている。
特開平７−２９４６９７号公報 特開平１１−３３７６９４号公報 特開平１１−２７１４９３号公報 特開２００１−２７６９５号公報

従来の放射性廃棄物の冷却貯蔵設備においては、放射性廃棄物を収納した収納管を通風管内に納めて二重管構造としない場合があり、冷却空気は収納管の外表面に沿って長手方向に上昇するとは限らない。この場合には、複数の収納管を収納した貯蔵室の給気ダクト側から排気ダクト側に向って冷却空気が収納管を斜めに横切る流れが生じる。

斜めに横切る冷却空気の流れは、貯蔵室内各部の流量がアンバランスとなり、貯蔵室内で流体が淀んでしまう領域においては、貯蔵室の壁面温度が局所的に高くなってしまい、放射性廃棄物の崩壊熱により生じた発熱を有効的に効率よく冷却できない虞があった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、放射性廃棄物を有効的に効率よく冷却し、貯蔵室内に淀みや熱溜りが発生するのを未然に防止し、貯蔵室内の温度を低く保つことができる放射性廃棄物の冷却貯蔵設備を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、放射性廃棄物の貯蔵効率を向上させるとともに、貯蔵室内に淀みや熱溜りが生じないように冷却空気の流れを均一かつスムーズにし、放射性廃棄物を熱効率よく冷却し、貯蔵することができる放射性廃棄物の冷却貯蔵設備を提供するにある。

本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備は、上述した課題を解決するために、放射性廃棄物を収納可能な収納管が貯蔵室内の天井側に支持されて配置され、前記貯蔵室の下方に下部プレナムが形成され、この下部プレナムの一側が給気ダクトに連通される一方、前記給気ダクトの反対側の貯蔵室上部壁面に排気ダクトが設けられ、前記貯蔵室の天井に天井断熱材が設けられ、この天井断熱材の下面に前記排気ダクトの方向に向けて上り傾斜させたガイド面が設けられ、前記貯蔵室は水平方向に延びる下部プレナム板で上部の収納室と下部プレナム室とに仕切られ、前記給気ダクトから排気ダクトを結ぶ横方向に直交する幅方向に延び、上昇流路を形成するフローガイドが、下部プレナム板上に複数箇所設けられ、前記フローガイドは複数の収納管の間に配置され、かつ上端側と下端側に連通用スリットが設けられたことを特徴とするものである。

本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備は、放射性廃棄物の貯蔵効率を向上させるとともに、貯蔵室内に淀みや熱溜りが生じないように冷却空気の流れを均一にあるいはスムーズにし、放射性廃棄物を例えば自然冷却方式で熱効率よく冷却し、効果的に冷却貯蔵させることができる効果を奏する。

本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１および図２は、本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第１実施形態を示す構成図および平断面図である。

図１において符号１０は、放射性廃棄物の冷却貯蔵設備を示し、この冷却貯蔵設備１０は原子力発電プラントのコンクリート製ピット１１内の地下に構築された貯蔵室１２を有する。この貯蔵室１２の一側壁下部、例えば一側側の入口側隅部あるいはコーナ部に給気ダクト１３が、また反対側の他側出口壁、例えば他側出口隅部あるいはコーナ部に排気ダクト１４がそれぞれ設けられる。給気ダクト１３に備えられた給気口１６は貯蔵室１２の下端入口部に開口する一方、排気ダクト１４の排気口１７は貯蔵室１２の反対側の上端出口部に開口している。

貯蔵室１２は下部が仕切プレートを兼ねる下部プレナム板１８で上下に仕切られ、この下部プレナム板１８の下方に水平方向に拡がる下部プレナム１９が形成される。この下部プレナム１９に給気ダクト１３の給気口１６が臨んでいる。下部プレナム板１８の上方にボックス状あるいはチャンバ状に収納室２３が構成され、この収納室２３に放射性廃棄物（放射性廃棄体）を収納した複数の収納管２０が林立状態で設けられる。

複数の収納管２０はステンレス等の金属製で、貯蔵室１２の天井２２側に固定され、この天井（天井スラブ）２２から垂下するように配列され、支持される。各収納管２０は貯蔵室１２の収納室２３内を下方に延び、下部プレナム板１８の上方近傍で終端している。各収納管２０の下端は自由端となっている。各収納管２０は長手方向の途中が配管サポート２４により多段状に、例えば３段で支持された配管サポート２４は、メッシュ状、パンチングプレート状あるいは格子状の金属プレートで通風可能に構成される。また、収納管２０と配管サポート２４の間隔を大きく取り、その間隙にサポート部材を配置することによって耐震性、通風性の双方の機能を得る構成にすることもできる。この金属プレートは貯蔵室１２の天井側から垂下された各収納管２０を挿通して支持している。各配管プレート２４は上下方向に、例えば収納管２０の長手方向に適宜間隔をおいて複数枚が多段状に配設される。各配管プレート２４は水平方向に装荷され、各収納管２０を安定的に振止め可能に保持している。

貯蔵室１２の天井２２には、プレート状の天井断熱材２５が設けられる。天井断熱材２５は貯蔵室１２の天井２２に装着される一方、天井断熱材２５は収納室２３側に露出する下面（ガイド面）２５ａが排気口１７の上部側に向って上り傾斜しており、天井断熱材２５は給気口１６側から排気口１７側に向って肉厚が漸次薄肉化するように構成される。

一方、貯蔵室１２は水平方向に装荷された下部プレナム板１８により上方の収納室２３と下方の下部プレナム１９に仕切られる。ステンレス等の金属製下部プレナム板１８には、図２に示すように各収納管２０に対応するそれぞれの位置に通風孔であるプレナム孔２７が設けられる。各プレナム孔２７は、下部プレナム１９に案内された冷却空気を収納室２３内に導き、収納室２３に収納された放射性廃棄物を自然冷却方式で冷却するようになっている。収納管２０を介して放射性廃棄物を冷却した冷却空気は温度が上昇しながら上方向に上昇し、天井断熱材２５の下面に案内されて排気口１７から排気ダクト１４に導かれ、ダクト上部から外部の環境下に排出されるようになっている。排気ダクト１４を水平方向から垂直方向に屈曲させ、ダクト上部側を開放させることで、貯蔵室１２内の自然冷却作用をチムニ効果で促進させることができる。貯蔵室１２は冷却貯蔵室として作用し、収納管２０は冷却管として機能する。

次に、放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０の作用を説明する。

この冷却貯蔵設備１０は、冷却空気が貯蔵室１２内を冷却して上昇する自然冷却貯蔵設備の例を示したが、給気ダクト１３側に送風ファン（図示せず）を設けて、貯蔵室１２内を強制的に送風冷却させてもよい。

第１実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０においては、給気ダクト１３から下部プレナム１９に流入した冷却空気は、下部プレナム板１８の通風孔２７を通って収納室２３に送り込まれる。収納室２３の下部に送り込まれた冷却空気は複数の収納管２０の間の空間を上昇し、収納室２３の天井部に至る。収納室２３の天井部においては、天井断熱材２５のガイド面（下面）２５ａに沿った空間を排気ダクト１４の方向に向って円滑かつスムーズに流れ、排気口１７から排気ダクト１４を通って環境中に排出される。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０においては、貯蔵室１２の天井２２に設けられた天井断熱材２５は給気ダクト１３の入口側上壁部の隅部やコーナ部は、給気ダクト１３と排気ダクト１４を結ぶ対角線より遠い位置となるので、冷却空気の流れに淀みを生じて温度上昇する傾向にある。しかし、貯蔵室１２の天井２２には天井断熱材２５が形成され、その下面２５ａは、排気ダクト１４の方向に向って斜め上方に上り傾斜したガイド面に形成したので、収納管２０を冷却して温度上昇した冷却空気がガイド面に沿って排気ダクト１４へスムーズに排出され易くなる。

収納管２０内には放射性廃棄物が収容され、この放射性廃棄物は所要レベル、例えば低レベルの放射線と崩壊熱を放出して温度上昇する。しかし、崩壊熱を発生させる放射性廃棄物には、収納管２０に沿う長手方向あるいは斜め上方に向かう冷却空気流により積極的に効率よく冷却される。したがって、給気ダクト１３側の貯蔵室１２の天井２２に生じがちな淀みを開放し、収納室２３内の冷却空気の流れと略均一にすることができる。熱溜りを解消し、貯蔵室１２内の温度を低く保つことができる。また、収納管２０は貯蔵室１２内に露出し、多重管構造を備えていないので、熱効率がよく、しかも放射性廃棄物を効率よく収納することができる。

［第２の実施形態］
図３ないし図５は本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第２実施形態を示すものである。

この第２実施形態の放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ａにおいて、第１実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０と構成および作用を基本的にほぼ同じくするので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略あるいは簡素化する。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ａにおいても、貯蔵室１２に放射性廃棄物を収納した複数の収納管２０が林立状態で設けられる。複数の収納管２０は貯蔵室１２の天井２２側に固定されて貯蔵室１２の収納室２３に配列される。各収納管２０はその長手方向の途中が配管サポート２４によって支持される。

貯蔵室１２の天井（天井スラブ）２２には天井断熱材２５Ａが設けられる。この天井断熱材２５Ａはその下面２５ａが排気ダクト１４に向って上り傾斜するガイド面に形成される。天井断熱材２５Ａの下面２５ａは図４に示すように、給気ダクト１３から排気ダクト１４を結ぶ方向に直交する幅方向の水平断面において、その中心が高くなる山型、あるいはくの字状、逆椀状のガイド面に構成される。天井断熱材２５Ａの下面２５ａは、給気ダクト１３から排気ダクト１４に向って上り傾斜のガイド面を形成する一方、このガイド面は幅方向の中心側が中高となるように山型形状あるいは逆椀形状に構成され、しかも、排気ダクト１４側に向って上り傾斜するように形成される。

また、貯蔵室１２は、仕切りプレートを兼ねる図５の下部プレナム板１８で上方の収納室２３と下方の下部プレナム１９に仕切られる。下部プレナム板１８には複数のプレナム孔２７が、各収納管２０にそれぞれ対向して形成される。

第２実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ａにおいて、放射性廃棄物を冷却することにより温度上昇した冷却空気は、天井断熱材２５Ａの最頂部近傍に集められ、天井断熱材２５Ａの山型形状で排気口１７側に上り傾斜したガイド面２５ａに沿って、第１実施形態で示された天井断熱材２５の平面状の傾斜面を有するガイド面より速い速度で流れる。天井断熱材２５Ａの下面２５ａが給気ダクト１３側から排気ダクト１４に向って上り傾斜し、かつ図４に示すように、手前側から奥側に向う幅方向の中心が高くなる山型形状あるいは逆椀形状のガイド面を形成するように構成したので、排気ダクト１４側に排出される冷却空気の流れを促進させることができる。天井断熱材２５の下面は山型形状に代えて中央部が高くなる円弧形状、断面逆椀形状あるいは弧状湾曲形状に、かつ給気ダクト１３側から排気ダクト１４側に向けて弧状の湾曲面が上り傾斜するガイド面を構成してもよい。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ａは、貯蔵室１２の天井あるいは天井スラブ２２に設けられる天井断熱材２５Ａの下面２５ａは中央部が凹となる山型形状あるいは弧状湾曲面のガイド面を形成し、このガイド面２５ａは排気ダクト１４の排気口１７に向けて上り傾斜するように構成したので、各収納管２０に沿って上昇あるいは排気口１７側に向けて斜めに上昇した冷却空気流は、冷却空気の浮力に応じ天井断熱材２５Ａの下面２５ａの中央部に集められ、その後天井断熱材２５Ａの表面近傍の流速が増して排気ダクト１４側にスムーズに排出される。したがって、天井断熱材２５Ａの下面近傍の温度を低く保つことができる。

［第３の実施形態］
図６および図７は本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第３実施形態を示す図である。

第３実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｂの全体的な構成および作用は第１実施形態の冷却貯蔵設備１０と基本的にほぼ同じくするので、同じ構成には同一符号を付して重複する説明を簡素化あるいは省略する。

図６に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｂは、給気ダクト１３から排気ダクト１４を結ぶ横方向に直交する幅方向にプレート状の複数のフローガイド３０が設けられる。各フローガイド３０は幅方向に列をなす収納管群と横方向に隣り合う収納体群との間に介装される。各フローガイド３０は、天井断熱材２５と下部プレナム板１８との間にそれぞれ隙間を空けて複数枚設置される。各フローガイド３０は貯蔵室１２の収納室２３の天井側（上端側）と下端側に連通用スリット３３が形成され、これらの連通用スリット３３を介して冷却空気がスムーズに移動するようになっている。

第３実施形態の放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｂにおいては、給気ダクト１３から給気口１６を通して下部プレナム１９に流入した冷却空気は図７の下部プレナム板１８の通風孔（プレナム孔）２７を通して貯蔵室１２の収納室２３に流入される。収納室２３に流入した冷却空気は、各フローガイド３０間に形成される空間を収納管２０の長手方向に沿って均等に上昇する。上昇する間に冷却空気は、収納管２０に収納された放射性廃棄物を効率よく有効的に冷却することができる。この冷却により放射性廃棄物に発生する崩壊熱を除去することができる。放射性廃棄物を冷却して温度上昇した冷却空気は貯蔵室１２の天井部に導かれ、この天井部において天井断熱材２５の下面（ガイド面）２５ａに沿ってより上り傾斜しながら排気ダクト１４の方向に流れ、排気ダクト１４から外部に円滑かつスムーズに排出される。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｂによれば、給気ダクト１３と排気ダクト１４を結ぶ横方向に直交する幅方向に複数枚のフローガイド３０を設け、横方向に間隔を置いて設けられる各フローガイド３０間の空間に冷却空気を案内する上昇流路を形成し、この上昇流路内に各収納管２０を立設状態に配列したので、各収納管２０内に収納される放射性廃棄物を、各収納管２０の長手方向に沿って上昇する冷却空気で効率よく冷却することができる。冷却空気は、収納管２０を斜めに横切ることなく均等に上昇するので、各収納管２０の冷却部の温度を均等化することができる。

［第４の実施形態］
図８および図９は本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第４実施形態を示す図である。

図８に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｃは、貯蔵室１２の収納室２３に水平方向に装荷されるフローガイド３１を、収納管２０の長手方向に間隔をおいて互い違いに交差させ、収納室２３内にジグザグ状の冷却流路を形成したものである。各段のフローガイド３１は多段状の配管サポート２４間に、水平方向に設置される。

貯蔵室１２の収納室２３に設けられる多段状複数のフローガイド３１は、貯蔵室１２の入口（給気口）側壁面と出口（排気口）側壁面とに交互に固定されて断面中央付近まで水平方向に延び、その先端側が終端している。貯蔵室１２内に複数のフローガイド３１が交互に多段状に設けられた場合、フローガイド３１は下段側から上段側に向って互いに反対の水平方向に、横方向の中央付近まで延びて終端し、収納室２３内にジグザグ状の冷却流路を形成している。

貯蔵室１２の下方には水平方向に拡がる下部プレナム１９が形成されており、貯蔵室１２は下部プレナム１９と上方の収納室２３とに下部プレナム板１８で仕切られている。下部プレナム板１８には、各収納管２０の取付位置に合せて通風孔であるプレナム孔２７が穿設されている。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｃにおいては、給気ダクト１３の給気口１６から下部プレナム１９に流入した冷却空気は、下部プレナム板１８の通風孔２７を通して収納室２３に流入される。収納室２３に流入した冷却空気は、貯蔵室１２の収納室２３に、互い違いに交差する階段状のフローガイド３１により形成されるジグザグ状流路を流れて上昇し、貯蔵室１２の天井部近傍に至る。

冷却空気は、フローガイド３１で形成されるジグザグ状流路を上昇する間に、各収納管２０を横切って、収納管２０内の放射性廃棄物と熱交換して冷却し、温度上昇する。ジグザグ状流路を通って収納管２０を冷却した冷却空気は温度上昇して貯蔵室１２の天井部に至り、続いて天井断熱材２５Ｂの下面（ガイド面）２５ｂに案内されて排気ダクト１４に導かれ、外部に排出される。その際、天井断熱材２５Ｂは、貯蔵室１２の天井２２に設けられた同一厚肉構造のプレートであっても、また、貯蔵室１２の天井２２が排気口１７側に向って上り傾斜するように形成しても、さらに、天井断熱材２５の下面（ガイド面）２５ｂが上り傾斜するように構成してもよい。

第４実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｃにおいて、給気ダクト１３の給気口１６から下部プレナム１９に流入した冷却空気は、下部プレナム板１８のプレナム孔２７を通して収納室２３に導かれる。収納室２３に導かれた冷却空気は、多段構造のフローガイド３１に沿って、入口側壁面１２ａおよび出口側壁面１２ｂの方向に進度を相互に変えながらジグザグ状流路を上昇し、貯蔵室１２の天井部に導かれる。ジグザグ状流路を通って各収納管２０を横切る間に各収納管２０内の放射性廃棄物を冷却する。

この放射性廃棄物を冷却して温度上昇した冷却空気は貯蔵室１２の天井部に案内され、続いて貯蔵室１２の天井２２の天井断熱材２５の下面（ガイド面）２５ｂに案内されて排気口１７にスムーズに導かれ、排気ダクト１４を通り外部に排出される。

第４実施形態によれば、貯蔵室１２の収納室２３に複数のフローガイド３１を水平方向に互い違いに多段状に設置したので、冷却空気は各収納管２０を横切るように、ジグザグ状流路を流れながら進度を変えて温度上昇し、貯蔵室１２の天井部に導かれる。貯蔵室１２の天井部に導かれた冷却空気は、続いて天井断熱材２５Ｂの下面（ガイド面）２５ｂに沿って排気ダクト１４に案内されるので、各収納管２０の冷却部の温度を均一化することができる。

［第５の実施形態］
図１０および図１１は本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第５実施形態を示す図である。

この第５実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｄは、フローガイド３１を貯蔵室１２の収納室２３で下流側に向って上り傾斜するように設けた以外は、第４実施形態の放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｃと構成および作用を同じくするので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を、簡素化あるいは省略する。

図１０に示した放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｄは、貯蔵室１２の入口（給気口）側壁面に下段のフローガイド３２を設け、次段のフローガイド３２を貯蔵室１２の出口（排気口）側壁面に設け、各段のフローガイド３２の自由端側を互いに反対方向から延設して横方向の断面中央付近で終端させたものである。各段のフローガイド３２は冷却空気の下流側に向けて上り傾斜するように取り付けられる。

各段のフローガイド３２は多段状の配管サポート２４間に配置される。各段のフローガイド３２で貯蔵室１２の収納室２３内にジグザグ状の冷却流路が形成され、このジグザグ状流路を流れる冷却空気は、給気口１６から排気口１７に向けて方向の進度を変えながら各収納管２０を横切るように流れて上昇し、貯蔵室１２の天井部に導かれる。貯蔵室１２の天井部に導かれた冷却空気は、続いて貯蔵室１２の天井断熱材２５Ｂの下面（ガイド面）２５ｂに案内されて排気口１７に導かれ、この排気口１７から排気ダクト１４を通って外部に排出される。

第５実施形態によれば、貯蔵室１２内に設けられるフローガイド３２を入口側壁面１２ａと出口側壁面１２ｂとから断面中央付近で終端する自由端側に上り傾斜するように段々に設置する。そして、貯蔵室１２の横方向の断面中央付近でフローガイド３２を終端させて、ジグザグ状冷却流路を形成したので、加熱された冷却空気の浮力に応じて収納室２３内のジグザグ状流路をスムーズに進度を変えながら上昇し、天井断熱材２５Ｂの下面に案内される。冷却空気は続いて天井断熱材２５Ｂの下面２５ｂに沿って、排気ダクト１４へと清々と流れて排出されるので、各収納管２０を効率よく冷却して、温度をより均一化することができる。

［第６の実施形態］
図１２ないし図１４は本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第６実施形態を示す図である。

この第６実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｅの全体的な構成および作用は、第４実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｃと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を、簡素化あるいは省略する。

この実施形態の放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｅは、図１４に貯蔵室１２内の収納室２３にジグザグ状の冷却流路を形成する多段状のフローガイド３１に複数のガイド小孔３５を設けたものであり、複数のガイド小孔３５を設けた点を除いて第４実施形態の冷却貯蔵設備１０Ｃと実質的に異ならない。

図１２ないし図１４に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｅは、給気ダクト１３から給気口１６を通して下部プレナム１９に流入した冷却空気は、下部プレナム板１８の複数のプレナム孔２７を通して貯蔵室１２の収納室２３に案内される。

収納室２３の底部に案内された冷却空気は、収納室２３のフローガイド３１により形成されるジグザグ状の冷却流路を進度を順次変えながらジグザグ状に上昇する。冷却空気はジグザグ状流路内を進度を変えながら上昇する一方、各フローガイド３１のガイド小孔３５を通して直接上昇する流れが生じ、貯蔵室１２の天井部に案内される。貯蔵室１２の天井部においては、天井断熱材２５Ｂの下面（ガイド面）２５ｂに沿って排気口１７側に案内され、続いて排気ダクト１４を通りダクト上部から外部に排出される。

第６実施形態の放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｅにおいては、貯蔵室１２の収納室２３内に複数のフローガイド３１によりジグザグ状の冷却流路を形成する。このジグザグ状の冷却流路を形成するフローガイド３１は、貯蔵室１２の入口側壁面１２ａと出口側壁面１２ｂとで交互に階段状に設置される。各フローガイド３１にはガイド小孔３５を設けたので、ガイド小孔３５を通る上昇流が生じる。

特に、ガイド小孔３５を最下段のフローガイド３１のみに設けた場合、入口側壁面１２ａに近い天井角部は淀みが生じ易く、温度が高くなる傾向にある。しかし、最下段のフローガイド３１の複数のガイド小孔３５がマトリクス状あるいは格子点状に多数設けられ、各ガイド小孔３５から吹き出される直接的な上昇流により、冷却空気に上方向の移動流を生じさせて押し上げるので、各収納管２０の冷却部を効率よく冷却し、冷却部の温度をより均等化することができる。

［第７の実施形態］
図１５および図１６は本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第７実施形態を示す図である。

この実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｆの全体的な構成および作用は、第１実施形態に示された冷却貯蔵設備１０Ｃとほぼ同一である。第１実施形態の冷却貯蔵設備１０と異なる構成は、貯蔵室１２の入口側側壁の天井部側にくさび状構造物３７を設けた点である。

図１５に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｆは、貯蔵室１２の収納室２３に複数の収納管２０が林立状態で収納され、各収納管２０は貯蔵室１２の天井２２側に固定されて貯蔵室１２内に垂下状態で支持される。各収納管２０はその長手方向の中間部（途中）が収納管サポート２０によって支持される。

貯蔵室１２の下方には水平方向に拡がる下部プレナム１９が設けられ、この下部プレナム１９とその上方の収納室２３とを水平方向の下部プレナム板（仕切りプレート）で仕切っている。下部プレナム板１８には各収納管２０の位置に合せた通風孔（プレナム孔）２７が開口している。

また、貯蔵室１２の天井断熱材２５Ｂ近くで、しかも入口側側壁に近い貯蔵室１２内の隅部又はコーナ部近傍にくさび型構造物３７が設けられる。このくさび型構造物３７は貯蔵室１２内で入口側壁面１２ａに向けて先細構造に形成される。くさび型構造物３７は貯蔵室１２の天井断熱材２５Ｂの下面から下方に離間してほぼ水平方向に設置される。

くさび型構造物３７は、入口側壁面１２ａに向って斜め上方に上り傾斜する傾斜ガイド面３７ａとほぼ平坦な上部ガイド面３７ｂとを有する。くさび型構造物３７の先細形状の先端は入口壁面１２ａ近傍で終端しており、貯蔵室１２の給気口（入口）側壁面１２ａで各収納管２０の長手方向に沿って上昇してくる冷却空気を貯蔵室１２の上部隅部やコーナ部周りに案内し、貯蔵室１２の上部隅部やコーナ部に熱溜りが生じるのを防止している。

第７実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｆにおいては、くさび型構造物３７の下面で加熱された冷却空気は、くさび型構造物３７の下面（傾斜ガイド面）３７ａに沿って入口側壁面１２ａ側に向って積極的に流れ、くさび型構造物３７の先端で廻り込み、Ｕターンしてくさび型構造物３７の上部ガイド面３７ｂ上を、天井断熱材２５Ｂのガイド面２５ｂに沿って排気口１７側に導かれ、排気ダクト１４を通してダクト上部から外部に排出される。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｆによれば、貯蔵室１２の天井近傍でかつ入口側壁面１２ａの近くに、貯蔵室１２内の上部角部にくさび型構造物３７を貯蔵室１２の幅方向（断面方向）全体に亘って設置し、くさび型構造物３７の下面（傾斜ガイド面）３７ａは、貯蔵室１２の入口側壁面１２ａに向って上り傾斜するように冷却空気を案内し、くさび型構造物３７の先端に案内された冷却空気は反転してＵターンし、くさび型構造物３７の上面（上部ガイド面）３７ｂ上を、天井断熱材２５Ｂの下面（ガイド面）２５ｂに案内されて排気口１７側にスムーズに導かれ、排気ダクト１４を通り、ダクト上部から外部に排出される。

この冷却貯蔵設備１０Ｆにおいては、貯蔵室１２の入口側壁面１２ａの上部隅部あるいはコーナ部には冷却空気の淀みが生じて温度が高くなる傾向にある。しかし、加熱され、温度上昇した冷却空気は、くさび型構造物３７の傾斜ガイド面３７ａと平らな上部ガイド面３７ｂに案内される。冷却空気は、上部隅部やコーナ部で反転するようにＵ字状に案内されるので、上部隅部やコーナ部に熱溜りが生じるのを有効に案内される。しかも、冷却空気が上部隅部で反転するＵ字状の流れは、くさび型構造物３７の上面（上部ガイド面）３７ｂと天井断熱材２５Ｂの下面（ガイド面）との間の空間に位置する冷却空気を排気口１７側に押し出すので、貯蔵室１２の上部隅部近傍の空間温度を低く保持することができる。

［第８の実施形態］
図１７ないし図１９は本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第８実施形態を示す図である。

この実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｇの全体的構成および作用は、図１に示された冷却貯蔵設備１０と配管サポート２４および天井断熱材２５の構造を異にし、他の構成および作用は異ならないので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を、省略あるいは簡素化する。天井断熱材２５Ｂには、第５実施形態ないし第７実施形態の冷却貯蔵設備１０Ｄ〜１０Ｆに備えられる天井断熱材２５Ｂと同様の天井断熱材２５Ｂが用いられる。

また、第８実施形態に示された放射性廃棄物の冷却貯蔵設備Ｇの収納管サポート３８のサポート形状、構造を異にする。収納管サポート３８は、メッシュ状あるいはフィルタ状に代えて、図１９に示すステンレス鋼等の金属プレートで構成され、貯蔵室１２内に水平方向に横荷されて多段状に構成される。収納管サポート３８には複数のサポート孔３９がマトリクス状に配列される。

収納管サポート３８の各サポート孔３９は、貯蔵室１２の入口側壁面１２ａに近いほど径が大きく、入口側壁面１２ａから遠ざかるほど漸次小さくなるように構成される。図１９には収納管サポート３８の各サポート孔３９を誇張して説明したが、収納管サポート３８の各サポート孔３９に貯蔵室天井側から垂下された各収納管３０が挿設されて支持される。収納管サポート３８の各サポート孔３９は、収納される各収納管２０の外径より大きく、各サポート孔３９と収納管２０との間に冷却空気を通す間隙が形成される。

貯蔵室１２にはその天井側に固定されて複数の収納管２０が林立状態で配列されており、各収納管２０は管長手方向の複数箇所と収納管サポート３８によって支持される。収納管サポート３８に穿けられたサポート孔３９は、入口（給気口）側壁面に近いほど大きく、遠いほど小さくなっている。各サポート孔３９に挿通されて支持される各収納管２０は、サポート孔３９の孔径に応じて外径が適宜選択される。収納管サポート３８に穿設された各サポート孔３９は、入口側壁面１２ａに近いほど大きく、遠ざかるほど小さくなっている。

貯蔵室１２の下方には水平方向に拡がる下部プレナム１９が形成されており、この下部プレナム１９とその上方の収納室２３は仕切板を兼ねた下部プレナム板１８により仕切られる。下部プレナム板１８には収納管２０の位置に合せて通風孔２７が形成され、貯蔵室１２の天井には天井断熱材が設置されている。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｇでは、貯蔵室１２の天井２２に設置される天井断熱材２５の給気ダクト１３側近傍では、給気ダクト１３と排気ダクト１４を結ぶ対角線から遠い上部角部やコーナ部に冷却空気の流れが淀み熱溜りが発生し、冷却空気の温度が上昇する傾向にある。

しかし、収納管サポート３８に形成されたサポート孔３９は貯蔵室１２の入口側壁面１２ａに近いほど大きく、遠ざかるほど小さくなっているが、入口側壁面１２ａに近いほど上方へ多くの冷却空気が流れるので、高温部の温度を低く保つことができる。

この放射性廃棄物の冷却貯蔵設備１０Ｇにおいては、給気ダクト１３の給気口１６から下部プレナム１９に流入した冷却空気は、下部プレナム板１８の通風孔２７を通って貯蔵 室１２の収納室２３に流入する。収納室２３に流入した冷却空気は多段構造の収納管サポート３８の各サポート孔３９を通って上昇し、貯蔵室１２の天井壁に至る。その際、収納管サポート３８の各サポート孔３９は貯蔵室１２の入口側壁面１２ａに近いほどサポート孔３９の孔口径が大きく、孔口径の大きな各サポート孔３９をくぐり抜けて上昇するので、貯蔵室１２の入口側壁面１２ａに近いほど上方へ多くの冷却空気が流れる。

したがって、貯蔵室１２内で流れの淀みが起き易い箇所に、冷却空気がスムースに流れ、淀みを生じさせたり、熱溜りが生じることなく、貯蔵室１２内で冷却空気を円滑に流し、排気口１７に導くことができ、高温部の温度を低く保つことができる。

本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第１実施形態を示す断面図。 図１のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第２実施形態を示す断面図。 図２の冷却貯蔵設備において、貯蔵室の天井に設けられる天井断熱材の斜視図。 図３のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第３実施形態を示す断面図。 図６のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第４実施形態を示す断面図。 図８のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第５実施形態を示す断面図。 図１０のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第６実施形態を示す断面図。 図１２のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 図１２のＢ−Ｂ線に沿うフローガイドの平面図。 本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第７実施形態を示す断面図。 図１５のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 本発明に係る放射性廃棄物の冷却貯蔵設備の第８実施形態を示す断面図。 図１７のＡ−Ａ線に沿う下部プレナム板の平面図。 図１７のＢ−Ｂ線に沿う収納管サポートの平面図。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ 放射性廃棄物の冷却貯蔵設備
１１ コンクリート製ピット
１２ 貯蔵室
１３ 給気ダクト
１４ 排気ダクト
１６ 給気口
１７ 排気口
１８ 下部プレナム板（仕切りプレート）
１９ 下部プレナム
２０ 収納管
２２ 貯蔵室の天井（天井スラブ）
２３ 収納室
２４ 配管サポート
２５，２５Ａ，２５Ｂ 天井断熱材
２５ａ 天井断熱材の下面（ガイド面）
２７ プレナム孔（通風孔）
３０，３１，３２ フローガイド
３３ 連通用スリット
３５ ガイド小孔
３７ くさび型構造物
３７ａ 傾斜ガイド面
３７ｂ 上部ガイド面
３８ 収納管サポート
３９ サポート孔

Claims (2)

1. 放射性廃棄物を収納可能な収納管が貯蔵室内の天井側に支持されて配置され、
   前記貯蔵室の下方に下部プレナムが形成され、この下部プレナムの一側が給気ダクトに連通される一方、前記給気ダクトの反対側の貯蔵室上部壁面に排気ダクトが設けられ、
   前記貯蔵室の天井に天井断熱材が設けられ、
   この天井断熱材の下面に前記排気ダクトの方向に向けて上り傾斜させたガイド面が設けられ、
   前記貯蔵室は水平方向に延びる下部プレナム板で上部の収納室と下部プレナム室とに仕切られ、
   前記給気ダクトから排気ダクトを結ぶ横方向に直交する幅方向に延び、上昇流路を形成するフローガイドが、下部プレナム板上に複数箇所設けられ、
   前記フローガイドは複数の収納管の間に配置され、かつ上端側と下端側に連通用スリットが設けられたことを特徴とする放射性廃棄物の冷却貯蔵設備。
2. 前記貯蔵室には、複数の収納管を挿通支持させる収納管サポートが水平方向に多段状に設けられ、
   前記収納管サポートの各サポート孔は、前記貯蔵室の給気ダクト側の入口壁面ほど大きく、入口壁面より遠ざかるほど小さく形成した請求項１記載の放射性廃棄物の冷却貯蔵設備。

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